3D技術重塑工業設備發展新面貌
文/Bernard Parrenin 2011/7/28 下午 04:18:45
工業設備(Industrial Equipment, IE)是相當複雜且多元的產業,許多業者也同時身兼製造商和服務提供者。在20世紀期間,發展方向從早期生產線以產量為目標的規模經濟,進而降低成本,到豐田式生產(Just in Time)與提高產品的品質為目標;90年代則以新產品開發和控制管理交貨期為努力要務。然而,邁入21世紀,該產業面臨的環境和過去迥異,生產者導向的經營策略勢必要有所調整,工業設備業者必須具備與上下游夥伴進行溝通和協同作業的能力,擔綱起整合者的重責大任。
在充滿挑戰的全球市場環境,增加效率和降低成本已是企業生存的必備條件,市場競爭力應從增加供應鏈的價值著手。製造商面臨消費端對於商品多樣性和高品質的要求,迫使產品生命週期大幅縮短;工業設備產業同樣也受到這股趨勢的衝擊,不僅要滿足準時交貨的要求,機具設備的功能設計也比過去的需求更為全面且複雜。
客製化生產模式當道
因應市場轉變,如何在不增加生產成本的前提下,同時保有利潤,是工業設備產業共同面對的課題。過去大量生產的齊頭式競爭型態已明顯減少,取而代之的是少量多樣的客製化生產模式。工業設備產業不但得面對客戶需求改變,國際安全標準和法規更替,也迫使其須強化設計和生產能力,不至於讓成本大幅增加。
當前另一個挑戰是,目前許多工業設備業者仍以單一設計團隊獨立完成某一部分,採直線式的作業流程;也就是說,設計工作先由機械製圖,交由電子專業設計師,再交給自動軟體開發工程師。每一團隊的工作因性質不同造成見樹不見林的狀況,一旦客戶需求改變,流程就得重新來過,相當曠日廢時。為避免發生如此窘境,工業設備業者需串連並整合溝通流程,同時組織文化與溝通模式也都必須有所調整。
另外,工業設備產業常發生產出零件或產品和客戶需求不符,或與設計有出入等問題,這些也都造成成本提升和客戶滿意度下降。
製造業導入虛擬模擬技術
工業設備業者如何突破設計流程困難,進而優化經營管理?過去,波音公司曾用動畫設計飛機結構,但直到工廠生產出零件,進行組裝時,才發現許多問題,諸如零件大小不符,或是沒有足夠的空間完成安裝等。當部件完成生產時才發現問題,早就為時已晚。所幸,自從2007年7月由全球首架虛擬製造工廠打造出來的飛機問世,不僅驚豔業界,更開啟製造業應用虛擬模擬(Virtual Simulation)技術。
採用3D介面的虛擬模擬技術是預先模擬真實,提早發現問題,並進行調適。虛擬模擬技術在進行生產製造前,乃根據客戶需求,讓設計和工程人員得預先測試和修改,並讓客戶預覽產品設計環境,如此一來就可加速產品上市時程;同時,對於許多產品的安全考量,也可在設計完成前加入預防的元件,更能與客戶在產品製造前達到進一步溝通和確認,提高客戶對服務和產品的滿意度。
3D技術加持 CAD資料處理簡化
不只在航空業將3D虛擬技術強化了工業製造能力,成功應用於開發飛機結構,達梭系統與日本Taira Promote Co.也共同開發了運用3D技術的線上互動虛擬導覽,提供工業、汽車等製造商對於虛擬導覽系統與檔案處理技術的維護、培訓、市場行銷。過去3D CAD資料不能在虛擬製程中運用,企業不得不重複處理資料,耗費大量時間準確抄寫數字,也很難向用戶表達設計理念。如今,Taira Promote 以3D技術解決了上述大部份的問題和限制。
此外,Miller Formless 機具公司則運用3D技術,簡化維修手冊的編纂工作導入。採用3D技術前,Miller Formless的技術說明人員必須等到工程師將設計資料轉換成 STEP格式後,才能搭配原先的工具使用。採用3D模擬技術後,技術說明人員只需一個步驟,就能輕易將CAD資料直接匯入,使技術說明人員與工程師都能省下許多時間,尤其讓工程師更能專注於設計工作,不必再耗費心力在準備說明文件資料上。
其實早在電影「阿凡達」造成轟動前,3D技術運用於產品的研發製造已累積30年歷史。在3D的虛擬空間中,想法能無限延伸,在產品尚未實際成型前,就能進行精準地設計與分析,不僅激發創新,更能減少耗材浪費和對環境的影響,提供企業從產品概念、設計、模擬、製造,甚至到消費者體驗的產品生命週期管理。
「3D for All」是推廣3D技術應用的終極願景,希望每個人都能實現以3D的方式學習、創新、體驗、和探索世界及新事物,不僅是航太、汽車的精密工藝,也涵括以消費者體驗為導向的資訊產品,3D擬真體驗技術還能帶入更貼近生活的各個面向,包括體驗行銷、電影、遊戲、城市設計、史跡重建等,沈浸在想像無限、但逼真寫實的生活中。
白博耐(Bernard Parrenin)現為達梭系統台灣分公司總經理。